星際艦娘快遞公司 關於本書參考的真空漲落、虛粒子

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    前言，以下內容，都是粘貼複製的，網上查查就能找到的原文。墨子閣 m.mozige.com然後由非的文字串起來。就跟「電磁炮後坐力作用於扳機」一樣，是粘貼複製的國防工業出版的《電炮原理》裡的原文，可以在網上找到各種電子檔閱讀、下載。當然基本來源是，各種百科網站上查找的，因為丟網上的屬於更「常識」，更簡略的內容吧，更適合作為網絡小說設定。

    最後一點，這些東西都不是什麼2021年才有最前沿物理知識了，不少都是上個世紀就出現了的問題，我也只是個到處拾人牙慧的而已。

    第一個什麼是「真空」，一般人們口中的，常識的——

    真空是一種不存在任何物質的空間狀態，是一種物理現象。在真空中，聲波因為沒有介質而無法傳遞，但電磁波的傳遞不受真空的影響。粗略地說，真空是指在一區域之內的氣壓遠遠小於大氣壓力。真空常用帕斯卡（pascal）或托爾（torr）做為壓力的單位。目前在自然環境裡，只有外太空堪稱最接近真空的空間。

    宇宙戰場需要時空，虛擬子的存在，就有了「真空不空」的說法，引出的本書設定有，「空宇」「太空岩」。

    空間在力學和物理學上，是描述物體以及其運動的位置、形狀和方向等抽象概念；而時間則是描述運動之持續性，事件發生之順序等。時空的特性，主要就是通過物體，其運動以及與其他物體的相互作用之間的各種關係之匯總。

    牛頓體系推廣到宇宙中則具有局限性。它無法描述一個簡單的宇宙圖像。可以近似描述的宇宙圖像是：在無窮長和無限大的絕對時空中，無數多的星體大致上是靜止的，而且平均光度也是均勻的。然而萬有引力卻讓這個宇宙極為不穩定，甚至無法解答夜晚的天空為什麼是黑的。

    麥克斯韋方程組19世紀的物理學有一個重大成就，那就是詹姆斯·克拉克·麥克斯韋總結前人的電磁學理論，得出來的麥克斯韋方程組，這裡面出現了光速c，而後又發現電磁波。

    重新回到真空上來，這次是量子力學的真空。

    真空量子力學與狹義相對論結合產生出量子電動力學、量子場論以及電弱統一模型、強作用下的量子色動力學等標準模型。即使巨大的成功也無法掩蓋其中所隱含的原則問題。比如真空與否，存在著零點能以及真空漲落等，讓人們對什麼是真正的「真空」產生了新的認識。以上述為基礎的產生以下幾個憂慮：量子電動力學的微擾論計算可給出與實驗精密符合的結果，然而這個微擾展開卻是不合理的。一個可能的解決方法就是超弦理論或m理論。然而，這個理論卻只有在一維時間-九維空間或一維時間-十維空間上實現。這裡又出現了問題，尖銳的矛盾，如何將高維時空應用在低維時空上，也就是人類所熟知的四維時空觀。人們所認知得時空是四維的，也就是說「宇宙」或許就是高維時空中的「一個泡沫」（通常稱為「膜」）。

    了解了以上困難之後，快進到真空漲落。

    量子漲落在量子力學中，量子漲落（英語：quantumf露ctuation。或量子真空漲落，真空漲落）是在空間任意位置對於能量的暫時變化。從維爾納·海森堡的不確定性原理可以推導出這結論。

    根據這原理的一種表述，能量的不確定性e與能量改變所需的時間t，兩者之間的關係式為

    eth/2

    其中h是約化普朗克常數。

    這意味著能量守恆定律好像被違反了，但是僅持續很短的時間。因此，在空間生成了由粒子和反粒子組成的虛粒子對。粒子對借取能量而生成，又在短時間內湮滅歸還能量。這些產生的虛粒子的物理效應是可以被測量的，例如，電子的有效電荷與裸電荷不同。從量子電動力學的蘭姆位移與卡西米爾效應，可以觀測到這效應。

    量子漲落對於宇宙大尺度結構的起源非常重要，可以解釋宇宙為什麼會出現超星系團、纖維狀結構這一類結構的問題：根據宇宙暴脹理論，宇宙初期是均勻的，均勻宇宙存在的微小量子漲落在暴脹之後被放大到宇宙尺度，成為最早的星繫結構的種子。

    量子退火（英語：quantumannealing）是一種量子漲落特性的次經驗算法（英語：metaheuristic），可以在目標函數擁有多組候選解答的情況下，找到全局最優解。量子退火主要用於解決離散空間有多個局部最小值的問題(組合優化問題)，例如尋找自旋玻璃的基態。

    ——黑洞輻射、霍金輻射，也就是在黑洞邊上，也就黑洞視界邊緣外側，應該不存在任何物質的「空宇」處，排除掉黑洞蒸散現象後，就挺適合觀察虛擬子。在2008年6月nasa發射了glast衛星，它可以尋找蒸發的黑洞中射線的閃光。然而，霍金輻射仍未被實際觀測到。所以大家能知道2019年拍到的黑洞照片的意義了吧，在快進一萬步後，就有可能讓人類真搞出能利用虛擬子的「對變引擎」來。

    霍金輻射（英語：hawkingradiation）是以量子效應理論推測出的一種由黑洞散發出來的熱輻射。此理論在1974年由物理學家史蒂芬·霍金提出。有了霍金輻射的理論就能說明如何降低黑洞的質量而導致黑洞蒸散的現象。

    現在還沒有，但如果要觀察到虛擬子，那麼該如何來做到呢——

    絕對真空違反了量子力學中的測不準原理，所以並不存在。當空間趨向絕對真空的過程中會產生虛粒子對，兩個粒子對撞後又會消失，這樣既不會違反量子力學，也不會違反物質守恆。當這種量子現象發生在黑洞的視界邊緣，視界之外的虛粒子因為在視界之外，所以可以被觀測到，從而變為實粒子，而視界之內的虛粒子因為在視界之內，所以會被黑洞吞噬，不會被觀察到。因為視界之外的粒子是帶有質量的真實粒子，由質量和能量守恆定律，視界之內被黑洞吞噬的粒子有負質量，所以黑洞的質量會因為這樣的作用而減少。從外界看來，黑洞好像在慢慢蒸發。黑洞越小，蒸發速度越快，直到黑洞完全的蒸發。但由於這樣的作用極為緩慢，和太陽質量一樣的黑洞需要用大約1058年來蒸發0.0000001%的質量。

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